JP7216699B2 - 車両制御システム及び自車線特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システム及び自車線特定方法に関する。

従来、地図上で車両が走行している自車線を特定する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１では、地図情報から得られる区画線のパターンとカメラによって撮影された画像から認識される区画線のパターンとを比較することで、自車線を特定している。

特許第６６６６３０４号公報

特許文献１では、地図上の車線の数に関わらず、自車線の特定方法が一定である。そのため、地図上の車線の数に応じて地図上の自車線を効率的に特定するのは困難である。

本発明は、以上の背景に鑑み、地図上の車線の数に応じて地図上の自車線を効率的に特定することが可能な車両制御システム及び自車線特定方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様に係る車両制御システム（１）は、車両（Ｖ）が走行する走行路の画像を撮影する撮像装置（１８）と、前記車両の周辺領域の地図を生成する地図生成部（５３）と、前記地図上で前記車両が走行している自車線（Ｒ）を特定する自車線特定部（５４）と、を備え、前記自車線特定部は、前記地図上で前記車両の位置（Ｐ）を推定し、前記地図上で前記車両の位置を含む特定領域（Ｙ）に存在する車線（Ａ）の数を算出し、前記地図上の前記特定領域に１本の前記車線のみが存在する場合に、１本の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定し、前記地図上の前記特定領域に複数本の前記車線が存在する場合に、前記撮像装置が撮影した画像から認識される自車線である撮像自車線（Ｂ）の区画線（Ｂ１）の種別と前記地図上の複数本の前記車線の区画線（Ａ１）の種別とを照合し、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線のうちの１本のみの前記区画線の種別とが一致する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちの前記１本を前記地図上の前記自車線として特定することを特徴とする。

この態様によれば、地図上の特定領域に存在する車線の数に応じて地図上の自車線の特定方法を変えることで、地図上の自車線を効率的に特定することができる。

上記の態様において、前記自車線特定部は、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の前記区画線の種別とが一致し、且つ、前記撮像自車線の左右一方側に路肩（Ｄ）が存在する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちで前記左右一方側の端部に位置する前記車線を前記地図上の前記自車線として特定しても良い。

この態様によれば、撮像自車線の区画線の種別と地図上の複数本の車線の区画線の種別とが一致する場合であっても、路肩の存在に基づいて地図上の自車線を特定することができる。そのため、地図上の自車線を更に効率的に特定することができる。

上記の態様において、前記自車線特定部は、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の前記区画線の種別とが一致し、前記撮像自車線の左右両側及び前記撮像自車線の左右の隣接車線（Ｆ）の左右両側に前記区画線が存在し、且つ、前記地図上の前記特定領域に３本の前記車線が存在する場合に、３本の前記車線のうちの真ん中の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定しても良い。

この態様によれば、撮像自車線の区画線の種別と地図上の複数本の車線の区画線の種別とが一致する場合であっても、撮像自車線及びその隣接車線の左右両側の区画線の存在に基づいて地図上の自車線を特定することができる。そのため、地図上の自車線を更に効率的に特定することができる。

上記の態様において、前記自車線特定部は、前記地図上の前記自車線を特定した後、前記地図上で前記車両が車線変更を行ったと判定した場合に、前記車線変更の方向に応じて前記地図上の前記自車線を変更しても良い。

この態様によれば、車線変更に応じて地図上の自車線を適切に変更することができる。

上記の態様において、前記自車線特定部は、前記撮像装置が撮影した画像から認識される区画線の種別を特定可能であり、且つ、新たに特定した前記地図上の前記自車線の車線番号と既に特定している前記地図上の前記自車線の車線番号とが一致しない場合に、前記地図上の前記自車線に関する情報をリセットしても良い。

この態様によれば、地図上の自車線の特定に誤りが生じている可能性がある場合に地図上の自車線に関する情報をリセットすることで、地図上の自車線の特定に誤りが生じている状態が続くのを回避することができる。

上記の態様において、前記自車線特定部は、前記地図上の前記自車線を特定した後、前記地図上の前記車両の位置を推定できなくなった場合に、前記地図上の前記自車線に関する情報をリセットしても良い。

この態様によれば、地図上の自車線の特定に誤りが生じている可能性がある場合に地図上の自車線に関する情報をリセットすることで、地図上の自車線の特定に誤りが生じている状態が続くのを回避することができる。

上記の態様において、前記車両制御システムは、デッドレコニングによって前記車両の移動量を算出する移動量算出部（３２）を更に備え、前記自車線特定部は、前記地図上の前記特定領域に１本の前記車線のみが存在し、１本の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定した後、前記地図上の前記車両の位置を推定できなくなった場合であっても、前記移動量算出部が算出する前記車両の移動量に基づいて前記車両が前記地図上の前記自車線から逸脱していないと判定している限り、前記地図上の前記自車線に関する情報を維持しても良い。

この態様によれば、車両が地図上の自車線から逸脱していないと判定している場合に、地図上の自車線に関する情報を例外的に維持することで、地図上の自車線を更に効率的に特定することができる。

上記課題を解決するために、本発明のある態様に係る自車線特定方法は、地図上で車両（Ｖ）が走行している自車線（Ｒ）を特定するための自車線特定方法であって、前記地図上で前記車両の位置（Ｐ）を推定するステップと、前記地図上で前記車両の位置を含む特定領域（Ｙ）に存在する車線（Ａ）の数を算出するステップと、前記地図上の前記特定領域に１本の前記車線のみが存在する場合に、１本の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定するステップと、前記地図上の前記特定領域に複数本の前記車線が存在する場合に、撮影された画像から認識される自車線である撮像自車線（Ｂ）の区画線（Ｂ１）の種別と前記地図上の複数本の前記車線の区画線（Ａ１）の種別とを照合し、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線のうちの１本のみの前記区画線の種別とが一致する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちの前記１本を前記地図上の前記自車線として特定するステップとを含むことを特徴とする。

この態様によれば、地図上の特定領域に存在する車線の数に応じて地図上の自車線の特定方法を変えることで、地図上の自車線を効率的に特定することができる。

以上の構成によれば、地図上の車線の数に応じて地図上の自車線を効率的に特定することが可能な車両制御システム及び自車線特定方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御システムの構成図 本発明の一実施形態に係る自車線特定制御を示すフローチャート ローカルマップを例示する平面図 ローカルマップを例示する平面図 （Ａ）カメラ画像から得られる情報を例示する平面図（Ｂ）ローカルマップを例示する平面図（Ｃ）ローカルマップを例示する平面図 （Ａ）カメラ画像から得られる情報を例示する平面図（Ｂ）ローカルマップを例示する平面図 （Ａ）カメラ画像から得られる情報を例示する平面図（Ｂ）ローカルマップを例示する平面図 ローカルマップを例示する平面図 ローカルマップを例示する平面図

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る車両制御システム１について説明する。図１に示すように、車両制御システム１は、車両Ｖに搭載された車両システム２と、車両システム２にネットワークＮを介して接続された高精度地図サーバ３（以下、「地図サーバ３」と略称する）とを含む。以下、「車両Ｖ」と記載する場合には、車両システム２が搭載された車両（即ち、自車両）を示す。

＜車両システム２＞
まず、車両システム２について説明する。車両システム２は、推進装置４、ブレーキ装置５、ステアリング装置６、外界センサ７、車両センサ８、通信装置９、ＧＮＳＳ受信機１０、ナビゲーション装置１１、運転操作子１２、運転操作センサ１３、ＨＭＩ１４、スタートスイッチ１５、及び制御装置１６を有している。車両システム２の各構成要素は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段によって信号伝達可能に互いに接続されている。

推進装置４は、車両Ｖに駆動力を付与する装置であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と電動機の少なくとも一方を有する。ブレーキ装置５は、車両Ｖに制動力を付与する装置であり、例えば、ブレーキロータにパッドを押し付けるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに油圧を供給する電動シリンダとを含む。ブレーキ装置５は、ワイヤケーブルによって車輪の回転を規制するパーキングブレーキ装置を含んでいてもよい。ステアリング装置６は、車輪の舵角を変えるための装置であり、例えば、車輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構を駆動する電動モータとを有する。推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６は、制御装置１６によって制御される。

外界センサ７は、車両Ｖの周辺からの電磁波や音波等を捉えて、車外の物体等を検出するセンサである。外界センサ７は、ソナー１７及び車外カメラ１８（撮像装置の一例）を含んでいる。外界センサ７は、ミリ波レーダやレーザライダを含んでいてもよい。外界センサ７は、検出結果を制御装置１６に出力する。

ソナー１７は、いわゆる超音波センサであり、超音波を車両Ｖの周囲に発射してその反射波を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。ソナー１７は、車両Ｖの後部及び前部にそれぞれ複数設けられている。

車外カメラ１８は、車両Ｖの周囲を撮像する装置であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車外カメラ１８は、ステレオカメラであっても良いし、単眼カメラであってもよい。車外カメラ１８は、車両Ｖの前方を撮像する前方カメラと、車両Ｖの後方を撮像する後方カメラと、車両Ｖの左右側方を撮像する一対の側方カメラと、を含んでいる。車両Ｖの走行時に、車外カメラ１８は、所定の間隔（例えば、所定の距離的間隔又は所定の時間的間隔）で車両Ｖが走行する走行路の画像を撮影する。

車両センサ８は、車両Ｖの状態を測定するセンサである。車両センサ８は、車両Ｖの速度を検出する車速センサ、車両Ｖの加速度を検出する加速度センサ、車両Ｖの鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、車両Ｖの向きを検出する方位センサ等を含む。ヨーレートセンサは、例えばジャイロセンサである。車両センサ８は、車体の傾きを検出する傾きセンサや車輪の回転速度を検出する車輪速センサを含んでいてもよい。

通信装置９は、制御装置１６と車外の機器（例えば、地図サーバ３）との間の通信を媒介する。通信装置９は、制御装置１６をインターネットに接続するルータを含む。通信装置９は、車両Ｖの制御装置１６と周辺車両の制御装置との間の無線通信や車両Ｖの制御装置１６と道路上の路側機との間の無線通信を媒介する無線通信機能を有するとよい。

ＧＮＳＳ受信機１０は、全地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＮＳＳ）を構成する複数の衛星から車両Ｖの位置（緯度や経度）に関する信号（以下、「ＧＮＳＳ信号」と称する）を受信する。ＧＮＳＳ受信機１０は、受信したＧＮＳＳ信号をナビゲーション装置１１及び制御装置１６に出力する。

ナビゲーション装置１１は、公知のハードウェアによるコンピュータによって構成されている。ナビゲーション装置１１は、直前の走行履歴やＧＮＳＳ受信機１０から出力されたＧＮＳＳ信号に基づいて、車両Ｖの位置（緯度や経度）を特定する。ナビゲーション装置１１は、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等に、車両Ｖが走行する地域や国の道路情報に関するデータ（以下、「ナビ地図データ」と称する）を記憶している。

ナビゲーション装置１１は、ＧＮＳＳ信号及びナビ地図データに基づいて車両Ｖの現在位置から乗員が入力した目的地までのルートを設定し、制御装置１６に出力する。ナビゲーション装置１１は、車両Ｖが走行を開始すると、乗員に対する目的地までのルート案内を行う。

運転操作子１２は、車室内に設けられ、車両Ｖを制御するために乗員が行う入力操作を受け付ける。運転操作子１２は、ステアリングホイール、アクセルペダル、及びブレーキペダルを含む。更に、運転操作子１２は、シフトレバー、パーキングブレーキレバー、ウィンカーレバー等を含んでいてもよい。

運転操作センサ１３は、運転操作子１２の操作量を検出するセンサである。運転操作センサ１３は、ステアリングホイールの操作量を検出する舵角センサと、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサと、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサとを含む。運転操作センサ１３は、検出した操作量を制御装置１６に出力する。運転操作センサ１３は、乗員がステアリングホイールを把持したことを検出する把持センサを含んでいてもよい。把持センサは、例えば、ステアリングホイールの外周部に設けられた静電容量センサによって構成される。

ＨＭＩ１４は、乗員に対して表示や音声によって各種情報を報知すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ１４は、例えば、液晶や有機ＥＬ等を含み、乗員による入力操作を受け付けるタッチパネル２３と、ブザーやスピーカ等の音発生装置２４とを含む。ＨＭＩ１４は、タッチパネル２３上に運転モード切換ボタンを表示することができる。運転モード切換ボタンは、乗員による車両Ｖの運転モード（例えば、自動運転モードと手動運転モード）の切換操作を受け付けるボタンである。

ＨＭＩ１４は、ナビゲーション装置１１への出入力を媒介するインターフェースとしても機能する。即ち、ＨＭＩ１４が乗員による目的地の入力操作を受け付けると、ナビゲーション装置１１が目的地までのルート設定を開始する。また、ＨＭＩ１４は、ナビゲーション装置１１が目的地までのルート案内を行う際に、車両Ｖの現在位置及び目的地までのルートを表示する。

スタートスイッチ１５は、車両システム２を起動させるためのスイッチである。即ち、乗員が運転席に着座し、ブレーキペダルを踏み込んだ状態でスタートスイッチ１５を押圧すると、車両システム２が起動する。

制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む一又は複数の電子制御装置（ＥＣＵ）によって構成されている。制御装置１６は、ＣＰＵがプログラムに沿った演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行する。制御装置１６は、１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。制御装置１６の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されていてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されていてもよい。

制御装置１６は、外界認識部３１（区画線推定部の一例）と、移動量算出部３２と、運転制御部３３と、地図処理部３４とを有する。これらの構成要素は、別々の電子制御装置によって構成されていても良いし、一体の電子制御装置によって構成されていても良い。

外界認識部３１は、外界センサ７の検出結果に基づいて車両Ｖの周辺に存在する物標を認識し、物標の位置や大きさに関する情報を取得する。外界認識部３１が認識する物標には、車両Ｖの走行路上の区画線、車線、路端、路肩、障害物等が含まれる。区画線は、車両走行方向に沿って表示された線である。車線は、一又は複数の区画線によって区画された領域である。路端は、車両Ｖの走行路の端部である。路肩は、車幅方向（左右方向）の端部に位置する区画線と路端の間の領域である。障害物は、防壁（ガードレール）、電柱、周辺車両、歩行者等を含む。

外界認識部３１は、車外カメラ１８が撮影した画像（以下、「カメラ画像」と称する）に基づいて、カメラ画像上の区画線（以下、「カメラ区画線」と称する）の位置を認識する。例えば、外界認識部３１は、カメラ画像上で濃度値が閾値以上に変化している複数の点（以下、「複数の候補点」と称する）を抽出し、複数の候補点を通過する直線をカメラ区画線として認識しても良い。外界認識部３１は、カメラ画像に基づいて、カメラ区画線の種別を特定する。カメラ区画線の種別は、単一実線、単一破線、減速表示線、２重実線等を含む。減速表示線は、例えば、単一破線よりも間隔が狭く幅が広い破線によって構成される。

移動量算出部３２は、車両センサ８からの信号に基づいて、オドメトリや慣性航法等のデッドレコニングによって車両Ｖの移動量（車両Ｖの移動距離及び移動方向）を算出する。例えば、移動量算出部３２は、車輪速センサが検出する車輪の回転速度と、加速度センサが検出する車両Ｖの加速度と、ジャイロセンサが検出する車両Ｖの角速度とに基づいて、車両Ｖの移動量を算出すると良い。以下、移動量算出部３２がデッドレコニングによって算出した車両Ｖの移動量のことを、「車両ＶのＤＲ移動量」と称する。

運転制御部３３は、行動計画部４１と、走行制御部４２と、モード設定部４３とを有する。

行動計画部４１は、ナビゲーション装置１１によって設定されたルートに沿って車両Ｖを走行させるための行動計画を作成する。行動計画部４１は、作成した行動計画に対応する走行制御信号を走行制御部４２に出力する。

走行制御部４２は、行動計画部４１からの走行制御信号に基づいて、推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御する。即ち、走行制御部４２は、行動計画部４１が作成した行動計画に従って、車両Ｖを走行させる。

モード設定部４３は、手動運転モードと自動運転モードとの間で車両Ｖの運転モードを切り換える。手動運転モードでは、乗員による運転操作子１２に対する入力操作に応じて走行制御部４２が推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御し、車両Ｖを走行させる。一方で、自動運転モードでは、乗員による運転操作子１２に対する入力操作に関わらず走行制御部４２が推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御し、車両Ｖを自律的に走行させる。

地図処理部３４は、地図取得部５１と、地図記憶部５２と、ローカルマップ生成部５３（地図生成部の一例：以下、「ＬＭ生成部５３」と称する）と、位置特定部５４（自車線特定部の一例）とを有する。

地図取得部５１は、地図サーバ３にアクセスし、地図サーバ３からダイナミックマップデータ（詳細は後述）を取得する。例えば、地図取得部５１は、ナビゲーション装置１１が設定したルートに対応する地域のダイナミックマップデータを地図サーバ３取得すると良い。

地図記憶部５２は、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置によって構成されており、自動運転モードにおける車両Ｖの自律的な走行に必要な各種情報を保持している。地図記憶部５２は、地図取得部５１が地図サーバ３から取得したダイナミックマップデータを記憶している。

ＬＭ生成部５３は、地図記憶部５２に記憶されたダイナミックマップデータに基づいて、車両Ｖの周辺領域の詳細な地図（以下、「ローカルマップ」と称する）を生成する。ローカルマップは、ダイナミックマップデータから車両Ｖの周辺領域に関するデータを抽出することで生成される。従って、ローカルマップは、ダイナミックマップデータに含まれるあらゆる情報を含みうる。例えば、ローカルマップは、走行路上の車線に関する情報（例えば、車線の本数や車線番号）や走行路上の区画線に関する情報（例えば、区画線の種別）を含む。更に、ローカルマップは、カメラ画像に基づいて外界認識部３１が認識した物標（例えば、障害物）に関する情報を含んでも良いし、車両Ｖの過去のＤＲ移動量（即ち、車両Ｖの移動軌跡）に関する情報を含んでも良い。自動運転モードで車両Ｖが自律的に走行している時に、ＬＭ生成部５３は、車両Ｖの走行位置に応じてローカルマップを随時更新すると良い。

位置特定部５４は、ローカルマップ上において各種ローカリゼーション処理を実行する。例えば、位置特定部５４は、ＧＮＳＳ受信機１０から出力されるＧＮＳＳ信号、車両ＶのＤＲ移動量、カメラ画像等に基づいて、ローカルマップ上における車両Ｖの位置を推定する。また、位置特定部５４は、ＧＮＳＳ受信機１０から出力されるＧＮＳＳ信号、カメラ画像等に基づいて、ローカルマップ上において車両Ｖが走行する自車線の位置を特定する。自動運転モードで車両Ｖが自律的に走行している時に、位置特定部５４は、車両Ｖの走行位置に応じてローカルマップ上における車両Ｖの位置や自車線の位置を随時更新すると良い。

＜地図サーバ３＞
次に、地図サーバ３について説明する。図１に示すように、地図サーバ３は、ネットワークＮ（本実施形態では、インターネット）及び通信装置９を介して制御装置１６に接続されている。地図サーバ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を備えたコンピュータである。地図サーバ３の記憶装置には、ダイナミックマップデータが記憶されている。

ダイナミックマップデータは、静的情報、準静的情報、準動的情報、及び動的情報を含む。静的情報は、ナビ地図データよりも高精度な３次元地図データを含む。準静的情報は、交通規制情報、道路工事情報、広域気象情報を含む。準動的情報は、事故情報、渋滞情報、狭域気象情報を含む。動的情報は、信号情報、周辺車両情報、歩行者情報を含む。

ダイナミックマップデータの静的情報は、走行路上の車線に関する情報（例えば、車線の本数や車線番号）や走行路上の区画線に関する情報（例えば、区画線の種別）を含む。例えば、静的情報の区画線は、所定の間隔ごとに配置されたノードと、ノードを接続するリンクとによって表現される。

＜自車線特定制御＞
次に、図２を参照して、ローカルマップ上で車両Ｖが走行している自車線Ｒ（以下、「ＬＭ自車線Ｒ」と称する）を特定するための自車線特定制御（自車線特定方法の一例）の概要について説明する。なお、図２の「Ｙｅｓ」は、ＬＭ自車線Ｒが特定されたことを示し、図２の「Ｎｏ」は、ＬＭ自車線Ｒが特定されなかったことを示している。

自車線特定制御が開始されると、位置特定部５４は、第１特定処理を実行する（ステップＳ１）。第１特定処理において、位置特定部５４は、ローカルマップ上で車両Ｖの位置を推定するとともに、ローカルマップ上で車両Ｖの位置を含む特定領域Ｙに存在する車線Ａ（以下、「ＬＭ車線Ａ」と称する）の数を算出する。ローカルマップ上の特定領域Ｙに１本のＬＭ車線Ａのみが存在する場合に、位置特定部５４は、その１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定し、自車線特定制御を終了する。

一方で、ローカルマップ上の特定領域Ｙに複数本のＬＭ車線Ａが存在する場合に、位置特定部５４は、第１特定処理でＬＭ自車線Ｒを特定することなく、第２特定処理を実行する（ステップＳ２）。第２特定処理において、位置特定部５４は、カメラ画像から認識される自車線Ｂ（撮像自車線の一例：以下、「カメラ自車線Ｂ」と称する）の区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とを照合する。その結果、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａのうちの１本のみの区画線Ａ１の種別とが一致する場合、位置特定部５４は、その複数本のＬＭ車線Ａのうちの１本をＬＭ自車線Ｒとして特定し、自車線特定制御を終了する。

一方で、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合に、位置特定部５４は、第２特定処理でＬＭ自車線Ｒを特定することなく、第３特定処理を実行する（ステップＳ３）。第３特定処理において、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線Ａのうちの１本が所定の条件を満たす場合に、その１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定し、自車線特定制御を終了する。それ以外の場合に、位置特定部５４は、第３特定処理でＬＭ自車線Ｒを特定することなく、自車線特定制御を終了する。

＜第１特定処理＞
次に、図３、図４を参照して、自車線特定制御における第１特定処理（ステップＳ１）について説明する。図３は車両Ｖがある位置を走行しているときのローカルマップを例示しており、図４は車両Ｖが図３とは異なる位置を走行しているときのローカルマップを例示している。

第１特定処理が開始されると、位置特定部５４は、ＧＮＳＳ受信機１０から出力されたＧＮＳＳ信号に基づいてローカルマップ上の車両Ｖの位置を推定する。以下、ＧＮＳＳ信号に基づいて推定されるローカルマップ上の車両Ｖの位置のことを、「ＧＮＳＳ自車位置Ｐ」と称する。

次に、位置特定部５４は、ローカルマップ上でＧＮＳＳ自車位置Ｐを含む特定領域Ｙに存在するＬＭ車線Ａの数を算出する。例えば、特定領域Ｙは、後方境界点Ｙｒから前方境界点Ｙｆまでの領域である。後方境界点Ｙｒは、ＧＮＳＳ自車位置Ｐから車両走行方向Ｘの後方に所定距離Ｚだけ移動した点であり、前方境界点Ｙｆは、ＧＮＳＳ自車位置Ｐから車両走行方向Ｘの前方に所定距離Ｚだけ移動した点である。なお、特定領域Ｙは、このような車両走行方向Ｘ（前後方向）の条件だけでなく車幅方向（左右方向）の条件も含んでいると良い。

図３に示されるように、特定領域Ｙに１本のＬＭ車線Ａのみが存在する場合に、位置特定部５４は、その１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。一方で、図４に示されるように、特定領域Ｙに複数本のＬＭ車線Ａが存在する場合に、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線ＡのいずれかをＬＭ自車線Ｒとして特定することなく、第１特定処理を終了する。

＜第２特定処理＞
次に、図５を参照して、自車線特定制御における第２特定処理（ステップＳ２）について説明する。図５（Ａ）は車両Ｖがある位置を走行しているときにカメラ画像から得られる情報を例示しており、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）は車両Ｖが図５（Ａ）と同じ位置を走行しているときのローカルマップを例示している。

第２特定処理が開始されると、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別を判別すると共に、特定領域Ｙに存在する複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別を判別する。次に、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とを照合する。その結果、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と１本のみのＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合、位置特定部５４は、その１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。一方で、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合やカメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別とすべてのＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致しない場合、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線ＡのいずれかをＬＭ自車線Ｒとして特定することなく、第２特定処理を終了する。

例えば、図５（Ａ）では、カメラ自車線Ｂの右側の区画線Ｂ１の種別が実線であり、カメラ自車線Ｂの左側の区画線Ｂ１の種別が破線である。一方で、図５（Ｂ）では、左側のＬＭ車線Ａの右側の区画線Ａ１の種別が破線であり、左側のＬＭ車線Ａの左側の区画線Ａ１の種別が実線である。また、真ん中のＬＭ車線Ａの左右両側の区画線Ａ１の種別が破線である。また、右側のＬＭ車線Ａの右側の区画線Ａ１の種別が実線であり、右側のＬＭ車線Ａの左側の区画線Ａ１の種別が破線である。このように、図５（Ａ）、図５（Ｂ）では、カメラ自車線Ｂの左右両側の区画線Ｂ１の種別は、右側のＬＭ車線Ａの左右両側の区画線Ａ１の種別のみと一致している。そのため、位置特定部５４は、右側のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。

なお、図５（Ｃ）に示されるように、ＬＭ車線Ａには、区画線Ａ１と共に又は区画線Ａ１に代えて減速表示線Ｃが設けられている場合がある。このような場合には、位置特定部５４は、たとえカメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と１本のみのＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合であっても、この１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定することなく、第２特定処理を終了する。

＜第３特定処理＞
次に、図６及び図７を参照して、自車線特定制御における第３特定処理（ステップＳ３）について説明する。図６（Ａ）は車両Ｖがある位置を走行しているときにカメラ画像から得られる情報を例示しており、図６（Ｂ）は車両Ｖが図６（Ａ）と同じ位置を走行しているときのローカルマップを例示している。図７（Ａ）は車両Ｖがある位置を走行しているときにカメラ画像から得られる情報を例示しており、図７（Ｂ）は車両Ｖが図７（Ａ）と同じ位置を走行しているときのローカルマップを例示している。

第３特定処理が開始されると、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの左右一方側に路肩Ｄが存在するか否かを判定する。例えば、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの左右一方側の空間に路肩Ｄを示す物標Ｅ（例えば、道路端、構造物、又は縁石）が認識されている場合に、カメラ自車線Ｂの左右一方側に路肩Ｄが存在すると判定する。位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの左右一方側に路肩Ｄが存在すると判定すると、複数本のＬＭ車線Ａのうちで左右一方側の端部に位置するＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。

例えば、図６（Ａ）では、カメラ自車線Ｂの左側の空間に路肩Ｄを示す物標Ｅ（ガードレール等の構造物）が認識されているため、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの左側に路肩Ｄが存在すると判定する。そのため、図６（Ｂ）では、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線Ａのうちで左端部に位置するＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。

一方で、カメラ自車線Ｂの左右両側に路肩Ｄが存在しないと判定すると、位置特定部５４は、下記の条件１、２が両方とも満たされるか否かを判定する。
（条件１）カメラ自車線Ｂの左右両側及びカメラ自車線Ｂの左右の隣接車線Ｆ（以下、「カメラ隣接車線Ｆ」と称する）の左右両側に区画線が存在すること
（条件２）ローカルマップ上の特定領域Ｙに３本のＬＭ車線Ａが存在すること

上記の条件１、２が両方とも満たされる場合、位置特定部５４は、３本のＬＭ車線Ａのうちの真ん中のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。一方で、上記の条件１、２の少なくとも一方が満たされない場合、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線ＡのいずれかをＬＭ自車線Ｒとして特定することなく、第３特定処理を終了する。

例えば、図７（Ａ）では、カメラ自車線Ｂの左右両側及び左右のカメラ隣接車線Ｆの左右両側に区画線Ｇ、Ｆ１（区画線Ｇ：カメラ自車線Ｂとカメラ隣接車線Ｆの共通区画線、区画線Ｆ１：カメラ隣接車線Ｆの区画線Ｆ１）が存在している。また、図７（Ｂ）では、ローカルマップ上の特定領域Ｙに３本のＬＭ車線Ａが存在している。つまり、図７（Ａ）、図７（Ｂ）では、上記の条件１、２が両方とも満たされている。そのため、図７（Ｂ）では、位置特定部５４は、３本のＬＭ車線Ａのうちの真ん中のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。

＜車線変更判定制御＞
次に、図８、図９を参照して、ローカルマップ上で車両Ｖが車線変更したか否かを判定するための車線変更判定制御について説明する。図８は車両Ｖがある位置を走行しているときのローカルマップを例示しており、図９は車両Ｖが図８とは異なる位置を走行しているときのローカルマップを例示している。

位置特定部５４は、自車線特定制御の第２特定処理又は第３特定処理によってＬＭ自車線Ｒを特定した後、車線変更判定制御を実行する。車線変更判定制御において、位置特定部５４は、ローカルマップ上で車両Ｖが車線変更したか否かを判定する。例えば、図８に示されるように、ローカルマップ上の車両Ｖの中心Ｖ１がＬＭ自車線Ｒの区画線Ｉ（以下、「ＬＭ自区画線Ｉ」と称する）を跨いでＬＭ自区画線Ｉから所定長さＭ以上離れた場合に、位置特定部５４は、車両ＶがＬＭ自区画線Ｉを跨いで車線変更したと判定する。

位置特定部５４は、車両ＶがＬＭ自区画線Ｉを跨いで車線変更したと判定すると、車線変更の方向に応じてＬＭ自車線Ｒの車線番号を切り換えることで、ＬＭ自車線Ｒを変更する。例えば、図８では、車両ＶがＬＭ自区画線Ｉを跨いでＬＭ自車線Ｒ（車線番号１）から隣接車線Ｈ（車線番号２：以下、「ＬＭ隣接車線Ｈ」と称する）に車線変更している。そのため、位置特定部５４は、ＬＭ自車線Ｒの車線番号を１から２に切り換えることで、車線変更前のＬＭ自車線Ｒ（車線番号１）をＬＭ隣接車線Ｈに変更し、車線変更前のＬＭ隣接車線Ｈ（車線番号２）をＬＭ自車線Ｒに変更する。

ところで、図９に示されるように、ローカルマップ上の合流車線Ｊ（以下、「ＬＭ合流車線Ｊ」と称する）がローカルマップ上の本線Ｋ（以下、「ＬＭ本線Ｋ」と称する）に合流する箇所には、ＬＭ合流車線ＪとＬＭ本線Ｋとの間に区画線が存在しない場合がある。そこで、位置特定部５４は、ＬＭ合流車線ＪとＬＭ本線Ｋとの間に仮想区画線Ｌを設定する。例えば、仮想区画線Ｌは、ＬＭ合流車線Ｊの中心線Ｊ１から仮想区画線Ｌまでの距離とＬＭ本線Ｋの中心線Ｋ１から仮想区画線Ｌまでの距離が等しくなるように設定される。位置特定部５４は、ローカルマップ上における車両Ｖの中心Ｖ１が仮想区画線Ｌを跨いで仮想区画線Ｌから所定長さＭ以上離れた場合に、車両Ｖが仮想区画線Ｌを跨いでＬＭ合流車線Ｊ（即ち、ＬＭ自車線Ｒ）からＬＭ本線Ｋ（即ち、ＬＭ隣接車線Ｈ）に車線変更したと判定する。なお、位置特定部５４は、ＬＭ本線Ｋがローカルマップ上の分岐車線に分岐する箇所についても、上記と同様の仮想区画線Ｌを設定すると良い。

＜自車線リセット制御＞
次に、自車線特定制御によって特定されたＬＭ自車線Ｒの車線番号（ＬＭ自車線Ｒに関する情報の一例）をリセットするための自車線リセット制御について説明する。

位置特定部５４は、自車線特定制御によってＬＭ自車線Ｒを特定した後、自車線リセット制御を実行する。自車線リセット制御において、位置特定部５４は、以下の条件１－４の少なくとも一つが成立する場合に、ＬＭ自車線Ｒの車線番号をリセットする。
（条件１）特定したＬＭ自車線Ｒに誤りがあること
（条件２）ＬＭ生成部５３から位置特定部５４にローカルマップが出力されないこと
（条件３）車両Ｖの前方でＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の情報がなくなったこと
（条件４）ローカルマップ上における車両Ｖの位置（以下、「ＬＭ自車位置」と称する）を推定できなくなったこと

上記の条件１に関して、位置特定部５４は、下記の条件１－１及び１－２が両方とも成立する場合に、特定したＬＭ自車線Ｒに誤りがあると判定する。
（条件１－１）カメラ区画線の種別を特定可能であること
（条件１－２）今回の自車線特定制御によって新たに特定したＬＭ自車線Ｒの車線番号と前回の自車線特定制御によって既に特定しているＬＭ自車線Ｒの車線番号（車線変更判定制御によって切り替えられたものを含む）とが一致しないこと

上記の条件４に関して、第１特定処理によってＬＭ自車線Ｒを特定した後、ＬＭ自車位置を推定できなくなる場合がある。このような場合であっても、位置特定部５４は、最後に推定したＬＭ自車位置から車両ＶのＤＲ移動量に基づいて算出される車両Ｖの位置がＬＭ自車線Ｒから逸脱していないと判定している限り、ＬＭ自車線Ｒの車線番号をリセットせずに維持する。

＜効果＞
本実施形態では、ローカルマップ上の特定領域Ｙに１本のＬＭ車線Ａのみが存在する場合に、位置特定部５４は、その１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。また、特定領域Ｙに複数本のＬＭ車線Ａが存在する場合に、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とを照合する。カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａのうちの１本のみの区画線Ａ１の種別とが一致する場合に、位置特定部５４は、複数本のＬＭ車線Ａのうちの１本をＬＭ自車線Ｒとして特定する。このように特定領域Ｙに存在するＬＭ車線Ａの数に応じてＬＭ自車線Ｒの特定方法を変えることで、ＬＭ自車線Ｒを効率的に特定することができる。

また、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致し、且つ、カメラ自車線Ｂの左右一方側に路肩Ｄが存在する場合に、複数本のＬＭ車線Ａのうちで左右一方側の端部に位置するＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。これにより、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合であっても、路肩Ｄの存在に基づいてＬＭ自車線Ｒを特定することができる。そのため、ＬＭ自車線Ｒを更に効率的に特定することができる。

また、位置特定部５４は、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致し、カメラ自車線Ｂの左右両側及びカメラ隣接車線Ｆの左右両側に区画線が存在し、且つ、ローカルマップ上の特定領域Ｙに３本のＬＭ車線Ａが存在する場合に、３本のＬＭ車線Ａのうちの真ん中のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定する。これにより、カメラ自車線Ｂの区画線Ｂ１の種別と複数本のＬＭ車線Ａの区画線Ａ１の種別とが一致する場合であっても、カメラ自車線Ｂ及びカメラ隣接車線Ｆの左右両側の区画線の存在に基づいてＬＭ自車線Ｒを特定することができる。そのため、ＬＭ自車線Ｒを更に効率的に特定することができる。

また、位置特定部５４は、ＬＭ自車線Ｒを特定した後、ローカルマップ上で車両Ｖが車線変更を行ったと判定した場合に、車線変更の方向に応じてＬＭ自車線Ｒを変更している。これにより、車線変更に応じてＬＭ自車線Ｒを適切に変更することができる。

また、位置特定部５４は、カメラ区画線の種別を特定可能であり、且つ、新たに特定したＬＭ自車線Ｒの車線番号と既に特定しているＬＭ自車線Ｒの車線番号とが一致しない場合に、ＬＭ自車線Ｒの車線番号をリセットする。これにより、ＬＭ自車線Ｒの特定に誤りが生じている状態が続くのを回避することができる。

また、位置特定部５４は、ＬＭ自車線Ｒを特定した後、ＬＭ自車位置を推定できなくなった場合に、ＬＭ自車線Ｒの車線番号をリセットする。これにより、ＬＭ自車線Ｒの特定に誤りが生じている状態が続くのを回避することができる。

但し、位置特定部５４は、ローカルマップ上の特定領域Ｙに１本のＬＭ車線Ａのみが存在し、１本のＬＭ車線ＡをＬＭ自車線Ｒとして特定した後、ＬＭ自車位置を推定できなくなった場合であっても、車両ＶのＤＲ移動量に基づいて車両ＶがＬＭ自車線Ｒから逸脱していないと判定している限り、ＬＭ自車線Ｒの車線番号を維持する。このように車両ＶがＬＭ自車線Ｒから逸脱していないと判定している場合に、ＬＭ自車線Ｒの車線番号を例外的に維持することで、ＬＭ自車線Ｒを更に効率的に特定することができる。

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。

１ 車両制御システム
１８ 車外カメラ（撮像装置の一例）
３２ 移動量算出部
５３ ＬＭ生成部（地図生成部の一例）
５４ 位置特定部（自車線特定部の一例）
Ａ ＬＭ車線（地図上の車線の一例）
Ａ１ ＬＭ車線の区画線
Ｂ カメラ自車線（撮像自車線の一例）
Ｂ１ カメラ自車線の区画線
Ｄ 路肩
Ｆ カメラ隣接車線
Ｆ１ カメラ隣接車線の区画線
Ｐ ＧＮＳＳ自車位置（地図上の車両の位置の一例）
Ｒ ＬＭ自車線（地図上の自車線の一例）
Ｖ 車両
Ｙ 特定領域

Claims (5)

1. 車両が走行する走行路の画像を撮影する撮像装置と、
   前記車両の周辺領域の地図を生成する地図生成部と、
   前記地図上で前記車両が走行している自車線を特定する自車線特定部と、を備えた車両制御システムであって、
   前記自車線特定部は、
   前記地図上で前記車両の位置を推定し、
   前記地図上で前記車両の位置を含む特定領域に存在する車線の数を算出し、
   前記地図上の前記特定領域に１本の前記車線のみが存在する場合に、１本の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定し、
   前記地図上の前記特定領域に複数本の前記車線が存在する場合に、前記撮像装置が撮影した画像から認識される自車線である撮像自車線の区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の区画線の種別とを照合し、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線のうちの１本のみの前記車線の前記区画線の種別とが一致する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちの前記１本を前記地図上の前記自車線として特定し、
   前記撮像装置が撮影した画像から認識される区画線の種別を特定可能であるという条件と、新たに特定した前記地図上の前記自車線の車線番号と既に特定している前記地図上の前記自車線の車線番号とが一致しないという条件と、が両方とも成立する場合に、前記地図上の前記自車線の車線番号をリセットすることを特徴とする車両制御システム。
2. 前記自車線特定部は、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の前記区画線の種別とが一致し、且つ、前記撮像自車線の左右一方側に路肩が存在する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちで前記左右一方側の端部に位置する前記車線を前記地図上の前記自車線として特定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
3. 前記自車線特定部は、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の前記区画線の種別とが一致し、前記撮像自車線の左右両側及び前記撮像自車線の左右の隣接車線の左右両側に前記区画線が存在し、且つ、前記地図上の前記特定領域に３本の前記車線が存在する場合に、３本の前記車線のうちの真ん中の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記自車線特定部は、前記地図上の前記自車線を特定した後、前記地図上で前記車両が車線変更を行ったと判定した場合に、前記車線変更の方向に応じて前記地図上の前記自車線を変更することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 地図上で車両が走行している自車線を特定するための自車線特定方法であって、
   前記地図上で前記車両の位置を推定するステップと、
   前記地図上で前記車両の位置を含む特定領域に存在する車線の数を算出するステップと、
   前記地図上の前記特定領域に１本の前記車線のみが存在する場合に、１本の前記車線を前記地図上の前記自車線として特定するステップと、
   前記地図上の前記特定領域に複数本の前記車線が存在する場合に、撮影された画像から認識される自車線である撮像自車線の区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線の区画線の種別とを照合し、前記撮像自車線の前記区画線の種別と前記地図上の複数本の前記車線のうちの１本のみの前記車線の前記区画線の種別とが一致する場合に、前記地図上の複数本の前記車線のうちの前記１本を前記地図上の前記自車線として特定するステップと、
   撮影された前記画像から認識される区画線の種別を特定可能であるという条件と、新たに特定した前記地図上の前記自車線の車線番号と既に特定している前記地図上の前記自車線の車線番号とが一致しないという条件と、が両方とも成立する場合に、前記地図上の前記自車線の車線番号をリセットするステップと、を含むことを特徴とする自車線特定方法。

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